EP0570366B1 - Verwendung fluorierter aromatischer polyamide als orientierungsschicht für flüssigkristall-schalt- und -anzeigevorrichtungen - Google Patents

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EP0570366B1
EP0570366B1 EP90917091A EP90917091A EP0570366B1 EP 0570366 B1 EP0570366 B1 EP 0570366B1 EP 90917091 A EP90917091 A EP 90917091A EP 90917091 A EP90917091 A EP 90917091A EP 0570366 B1 EP0570366 B1 EP 0570366B1
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EP
European Patent Office
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orientation layer
liquid crystal
polyamide
formula
crystal switching
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EP90917091A
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Hans-Rolf DÜBAL
Mikio New Town Bldg. 202 Murakami
Otto HERRMANN-SCHÖNHERR
Arnold Schneller
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Hoechst AG
Original Assignee
Hoechst AG
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G69/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain of the macromolecule
    • C08G69/02—Polyamides derived from amino-carboxylic acids or from polyamines and polycarboxylic acids
    • C08G69/26—Polyamides derived from amino-carboxylic acids or from polyamines and polycarboxylic acids derived from polyamines and polycarboxylic acids
    • C08G69/32—Polyamides derived from amino-carboxylic acids or from polyamines and polycarboxylic acids derived from polyamines and polycarboxylic acids from aromatic diamines and aromatic dicarboxylic acids with both amino and carboxylic groups aromatically bound
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1337—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
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    • G02—OPTICS
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    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • Y10T428/31504—Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31725—Of polyamide

Definitions

  • fluorinated aromatic polyamides as an orientation layer for liquid crystal switching and display devices
  • Optical effects can be achieved with the help of birefringence ("birefringence mode”), the incorporation of dyes (“guest-host mode”) or light scattering.
  • birefringence mode the incorporation of dyes
  • guest-host mode the incorporation of dyes
  • light scattering the incorporation of materials with both nematic and smectic liquid crystal phases have previously been used. Examples of such switching and display devices are already known from numerous patent publications and specialist publications.
  • Liquid crystal switching and display devices include the following components: carrier plates (for example made of glass or plastic), coated with transparent electrodes and an orientation layer, spacers, adhesive frames, polarizers, and thin color filter layers for color displays. Other possible components are antireflection, passivation, compensation and barrier layers as well as electrical non-linear elements, such as thin-film transistors (TFT) and metal-insulator-metal (MIM) elements.
  • carrier plates for example made of glass or plastic
  • transparent electrodes and an orientation layer spacers
  • adhesive frames for example made of glass or plastic
  • polarizers for color displays.
  • thin color filter layers for color displays.
  • Other possible components are antireflection, passivation, compensation and barrier layers as well as electrical non-linear elements, such as thin-film transistors (TFT) and metal-insulator-metal (MIM) elements.
  • TFT thin-film transistors
  • MIM metal-insulator-metal
  • the orientation layer is of particular importance. As is known, it serves the purpose of ensuring a uniform, interference-free alignment of the longitudinal axes of the molecules and thus a high contrast. It can consist of both organic polymers and inorganic layers.
  • SiO silicon monoxide
  • polyparaphenyls as an orientation layer. After thermal treatment of the material at approx. 450 ° C, high surface inclination angles can be achieved.
  • a major disadvantage of this material is the need to use high temperatures in the manufacturing process, which prevents the use of these orientation layers for color LCDs, since the dyes or pigments begin to decompose above 250 ° C.
  • the organic polymer layers used as orientation layers are usually applied to the surfaces to be coated (e.g. carrier plates) in the form of polymer solutions or solutions of soluble polymer precursors by means of printing, spraying, dipping or spinning processes and then cured, generally by heating the wet film.
  • the hard polymer layer obtained is "rubbed" with a roller coated with velvet or covered with velvet, a brush or similar devices, and the surface of the polymer is thereby preferably roughened in a direction-oriented manner.
  • the present invention has for its object to provide suitable orientation layers for liquid crystal switching and display devices, which are at relatively low temperatures, i.e. below 250 ° C, allow to harden, have good adhesive strength on the substrate and high transparency, enable a particularly uniform orientation of both smectic and nematic liquid crystals and also have a high surface inclination angle.
  • aromatic polyamides then generate surface tilt angles of more than 5 ° at process temperatures below 250 ° C. if they carry perfluorinated alkyl groups on at least one aromatic core.
  • the invention therefore relates to the use of aromatic polyamides as an orientation layer in liquid crystal switching and display elements, the polyamides having structural units of the formula I. contain.
  • the symbols in formula (I) have the following meanings: wherein R1 and R2 are the same or different and represent perfluorinated alkyl having 1 to 4 carbon atoms, R3 and R4 are the same or different and represent H or CF3 and where -W- represents -O-, -C (CH3) 2 -, -C (CF3) 2-, -SO2-, -CO-, -CH2-, a single bond or the rest is where R5, R6, R7 and R8 are the same or different and are CH3, CF3, OCH3, F, Cl, Br or H, and -Z- is -C (CH3) 2-, -C (CF3) 2- , -SO2-, -CO-, -CH2- or -O- stands.
  • the group -X- can also mean a large number of other divalent radicals, since 1,4-cyclohexane-dicarboxylic acid or pyridine-dicarboxylic acids can also be used as the dicarboxylic acid component, but it is advantageous for economic reasons to use the above-mentioned groups ( ortho-, meta-, para-phenylene) to use.
  • Polyamides which are composed of at least two different structural units of the general formula (I) are also preferably used.
  • the polyamides according to the invention should on the one hand preferably be soluble in N-methylpyrrolidone or similar solvents, and on the other hand should be poorly soluble in the liquid-crystalline phases.
  • the solubility of the polyamides is determined by their molar mass, which is characterized by the intrinsic viscosity ( ⁇ ).
  • the intrinsic viscosity of the polyamides according to the invention is 0.3 to 1.5 dl / g.
  • Those of the aromatic polyamides described above are particularly suitable which have an intrinsic viscosity of 0.4 to 1.0 dl / g (in each case measured in NMP at a temperature of 25 ° C.).
  • the aromatic polyamides described above are valuable materials for liquid crystal switching and display devices (LC displays).
  • the LC displays according to the invention contain at least one orientation layer composed of an aromatic polyamide as described above.
  • Example 1 Production of a polyamide from the following structural units
  • the starting components are the known diamine 1 and terephthalic acid dichloride (acid chloride 1)
  • the polycondensation reactions are preferably carried out with a slight excess of diamine and, after the reaction has ended, stopped by adding a small amount of benzoyl chloride, so that the resulting polymer preferably consists of linear macromolecular polycondensation polyamides which have benzoylated amino end groups on both ends of the molecule.
  • the reaction mixture is then neutralized by adding 25 g of CaO and stirred again for 1 hour.
  • the filtered reaction solution is coagulated with the addition of water, the precipitated polymer is washed several times with water and acetone, then dried under vacuum (approx. 50 mbar) and a weak stream of nitrogen at a temperature of 180 ° C. to constant weight.
  • T G glass transition temperature
  • Example 2 Construction of a test cell and measurement of the surface inclination angle for the polymer from Example 1
  • ITO indium tin oxide
  • a wet film consisting of the polymer from Example 1 (3% by weight) and N-methylpyrrolidone (97% by weight) (spin coater at 6000 rpm for 30 seconds). The wet film is then cured at a temperature of 210 ° C for 60 minutes so that the solvent is completely evaporated.
  • the substrates treated in this way have a dry, hard polymer film of 70 nm layer thickness.
  • the substrates are then rubbed with a velvet-covered rubbing machine (rotational speed of the roller 300 rpm), rinsed (isopropanol and dichloromethane) and then glued plane-parallel with antiparallel rubbing direction using spacers at a distance of 9 ⁇ m.
  • the measuring cells thus produced are then filled with a nematic wide-range mixture ("ZLI 1565" from E. Merck, Darmstadt) and used as follows to measure the surface inclination angle.
  • ZLI 1565 nematic wide-range mixture
  • the capacitance C o of the cell is first determined.
  • the cell is placed in a magnetic field of approx. 10 KGauß with the glass plates mentioned above initially parallel to the magnetic field.
  • the cell is then rotated and its capacity determined as a function of the angle of rotation.
  • the angle at which the capacitance C o is just reached again corresponds to the surface inclination angle.
  • the surface tilt angle of the polymer from Example 1 is compared to the surface tilt angle of other polymers.
  • - as described under Example 2 test cells coated with other polymers are also produced.
  • This polymer differs from the polymer according to the invention from Example 1 only in the replacement of both CF3 groups by H atoms.
  • the CF3 groups are bound to the inner alkyl part of the diamino component.
  • the polymer (B) is already described in JP 58-37621 as an orientation layer for liquid crystal display devices.
  • the polymers (A) and (B) can be prepared analogously to Example 1.
  • Example 2 As described in Example 2, a cell is produced which, however, has an electrode spacing of 2.4 ⁇ m and a parallel rubbing direction.
  • the polymer from Example 1 is used as the orientation layer.
  • the cell is filled with a commercially available ferroelectric liquid crystal test mixture. It can now it can be observed that the annoying Zig-Zag dislocation lines which occur on ordinary surfaces (with a small surface inclination angle) and which reduce the contrast no longer occur.
  • the high surface inclination angle results in the energetic preference of a chevron direction, so that an FLC sample with monocrystalline order instead of polycrystalline order is obtained. This clearly shows that the high surface inclination angle of the polymers also occurs in FLC displays and can advantageously be used to improve contrast.
  • Test cells were built using the methods described in Example 2 and the surface inclination angle was determined to be 3.3 ° for a nematic liquid crystal mixture ("ZLi 1565", E. Merck, Darmstadt).

Description

    Verwendung fluorierter aromatischer Polyamide als Orientierungsschicht für Flüssigkristall-Schalt- und -Anzeigevorrichtungen
  • Die Kombination der ungewöhnlichen anisotropen und fluiden Eigenschaften von Flüssigkristallen hat bekanntlich zur Verwendung von flüssigkristallinen Materialien in einer Vielzahl von elektro-optischen Schalt- und Anzeigevorrichtungen (Displays) geführt. Dabei können sowohl die elektrischen, magnetischen und elastischen als auch die thermischen Eigenschaften der Flüssigkristalle zu Orientierungsänderungen ausgenutzt werden.
  • Optische Effekte lassen sich mit Hilfe der Doppelbrechung ("birefringence mode"), der Einlagerung von Farbstoffen ("guest-host mode") oder der Lichtstreuung erzielen. Zu diesem Zweck wurden bisher sowohl Materialien mit nematischen als auch mit smektischen Flüssigkristallphasen verwendet. Beispiele für solche Schalt- und Anzeigevorrichtungen sind bereits aus zahlreichen Patenschriften und Fachveröffentlichungen bekannt.
  • Flüssigkristall-Schalt- und Anzeigevorrichtungen weisen u.a. folgende Bestandteile auf: Trägerplatten (z.B. aus Glas oder Kunststoff), beschichtet mit transparenten Elektroden und einer Orientierungsschicht, Abstandshalter, Kleberahmen, Polarisatoren, sowie für Farbdisplays dünne Farbfilterschichten. Weitere mögliche Komponenten sind Antireflex-, Passivierungs-, Ausgleichs- und Sperrschichten sowie elektrische nichtlineare Elemente, wie z.B. Dünnschichttransistoren (TFT) und Metall-Isolator-Metall (MIM)-Elemente. Im Detail ist der Aufbau von Flüssigkristalldisplays bereits in einschlägigen Monographien beschrieben (z.B. E. Kaneko, "Liquid Crystal TV Displays: Principles and Applications of Liquid Crystal Displays", KTK Scientific Publishers, 1987, Seiten 12-30 und 163-172).
  • Von den obengenannten Bestandteilen kommt der Orientierungsschicht besondere Bedeutung zu. Sie dient bekanntlich dem Zweck, eine gleichmäßige, störungsfreie Ausrichtung der Moleküllängsachsen und damit einen hohen Kontrast zu gewährleisten. Sie kann sowohl aus organischen Polymeren als auch aus anorganischen Schichten bestehen.
  • Für viele Typen von Flüssigkristalldisplays, insbesondere für sogenannte "supertwist" (STN), "super-birefringence" (SBE), "double-supertwist" (D-STN), "optical mode interference" (OMI) und auch ferroelektrische (FLC) Displays, ist es erforderlich bzw. vorteilhaft, daß zwischen den Moleküllängsachsen und der Oberfläche der Orientierungsschicht ein bestimter Winkel, der sogenannte Oberflächenneigungs- oder "surface-tilt"-Winkel eingestellt wird. Je nach Konstruktionsweise der oben angeführten Displays sind Winkel bis zu 30° erwünscht.
  • Während bisland zahlreiche Orientierungsschichten beschrieben wurden, die einen sehr kleinen "surface-tilt"-Winkel (0-3°) besitzen, sind nur sehr wenige Materialien bekannt, die zu einem Winkel von 5° und größer führen.
  • Ein der Fachwelt gut bekanntes Beispiel für eine Orientierungsschicht mit größerem "surface-tilt"-Winkel ist schräg aufgedampftes Siliziummonoxid (SiO), das bekanntlich bei einem Bedampfungswinkel von 7° einen Oberflächenneigungswinkel von 20° ergibt. Jedoch ist der Bedampfungsprozeß für Siliziummonoxid wegen der hohen Kosten und der nur mit großem Aufwand zu erzielenden Homogenität bei großen Flächen nachteilig.
  • Ein weiteres Beispiel ist die Verwendung von Polyparaphenylen als Orientierungsschicht. Nach einer thermischen Behandlung des Materials bei ca. 450°C lassen sich hierbei hohe Oberflächenneigungswinkel erreichen. Ein großer Nachteil dieses Materials ist jedoch die notwendige Anwendung hoher Temperaturen beim Herstellungsprozeß, die der Verwendung dieser Orientierungsschichten für Farb-LCDs entgegensteht, da sich die Farbstoffe bzw. Pigmente schon oberhalb von 250°C zu zersetzen beginnen.
  • Die als Orientierungsschichten verwendeten organischen Polymerschichten werden üblicherweise auf die zu beschichtenden Flächen (z.B. Trägerplatten) in Form von Polymerlösungen oder Lösungen löslicher Polymervorstufen durch Druck-, Sprüh-, Tauch- oder Schleuderverfahren aufgetragen und anschließend - im allgemeinen durch Erhitzen des Naßfilms - ausgehärtet. Zur Erzielung einer orientierenden Wirkung wird die erhaltene harte Polymerschicht mit einer samtartig beschichteten oder mit Samt bezogenen Walze, einer Bürste oder ähnlichen Vorrichtungen "gerieben" und dadurch die Polymeroberfläche vorzugsweise richtungsorientiert aufgerauht.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, geeignete Orientierungsschichten für Flüssigkristall-Schalt- und Anzeigevorrichtungen bereitzustellen, die sich bei relativ niedrigen Temperaturen, d.h. unterhalb von 250°C, aushärten lassen, eine gute Haftfestigkeit auf der Trägerunterlage und hohe Transparenz besitzen, eine besonders gleichmäßige Orientierung sowohl smektischer als auch nematischer Flüssigkristalle ermöglichen und darüberhinaus einen hohen Oberflächenneigungswinkel besitzen.
  • Eine Lösung dieser Aufgabe ergibt sich durch die Verwendung der nachfolgend beschriebenen aromatischen Polyamide als Orientierungsschicht für Flüssigkristalldisplays.
  • Diese aromatischen Polyamide erzeugen bei Prozeßtemperaturen unterhalb von 250°C dann Oberflächentiltwinkel von mehr als 5°, wenn sie an mindestens einem aromatischen Kern perfluorierte Alkylgruppen tragen.
  • Die Erfindung betrifft daher die Verwendung von aromatischen Polyamiden als Orientierungsschicht in Flüssigkristall-Schalt- und -Anzeigeelementen, wobei die Polyamide Struktureinheiten der Formel I
    Figure imgb0001
    enthalten. Die Symbole in Formel (I) haben die folgende Bedeutungen:
    Figure imgb0002
    Figure imgb0003
    wobei R¹ und R² gleich oder verschieden sind und für perfluoriertes Alkyl mit 1 bis 4 C-Atomen stehen, R³ und R⁴ gleich oder verschieden sind und für H oder CF₃ stehen und wobei -W- für -O-, -C(CH₃)₂-, -C(CF₃)₂-, -SO₂-, -CO-, -CH₂-, eine Einfachbindung oder den Rest
    Figure imgb0004
    steht, wobei R⁵, R⁶, R⁷ und R⁸ gleich oder verschieden sind und CH₃, CF₃, OCH₃, F, Cl, Br oder H bedeuten, und -Z- für -C(CH₃)₂-, -C(CF₃)₂-, -SO₂-, -CO-, -CH₂- oder -O- steht.
  • Die Gruppe -X- kann darüber hinaus auch eine Vielzahl anderer bivalenter Radikale bedeuten, da als Dicarbonsäure-Komponente auch beispielsweise 1,4-Cyclohexan-dicarbonsäure oder Pyridin-dicarbonsäuren eingesetzt werden können, es ist jedoch aus wirtschaftlichen Gründen vorteilhaft, die obengenannten Gruppen (ortho-, meta-, para-Phenylen) zu verwenden.
  • Bevorzugt wird die Verwendung von solchen substituierten aromatischen Polyamiden, die aus gleichen oder verschiedenen Struktureinheiten der Formel (I) bestehen und bei denen das Symbol Y in Formel (I) folgende Bedeutung trägt:
    Figure imgb0005
    wobei
    • R¹, R²
    = CF₃,
    R³, R⁴
    = H oder CF₃,
    R⁵, R⁶, R⁷, R⁸
    = H, CH₃, oder CF₃ und
    Z
    = -C(CH₃)₂-, -C(CF₃)₂-, -O-, oder -CO-

    bedeuten.
  • Besonders bevorzugt werden substituierte aromatische Polyamide verwendet, die aus Struktureinheiten der Formel (I) bestehen und in denen dem Symbol Y in Formel (I) folgende Bedeutung zukommt:
    Figure imgb0006
    wobei Z = -C(CH₃)₂₋, -C(CF₃)₂- oder -O- bedeutet.
  • Ebenfalls bevorzugt werden solche Polyamide verwendet, die aus mindestens zwei verschiedenen Struktureinheiten der allgemeinen Formel (I) aufgebaut sind.
  • Die erfindungsgemäßen Polyamide sollen vorzugsweise zum einen löslich in N-Methylpyrrolidon oder ähnlichen Lösungsmitteln sein, und zum anderen aber in den flüssigkristallinen Phasen schwerlöslich sein.
  • Die Löslichkeit der Polyamide wird durch ihre Molmasse bestimmt, welche durch die Grenzviskosität (η) charakterisiert wird. Die Grenzviskosität der erfindungsgemäßen Polyamide beträgt 0,3 bis 1,5 dl/g. Besonders geeignet sind solche der oben beschriebenen aromatischen Polyamide, die eine Grenzviskosität von 0,4 bis 1,0 dl/g aufweisen (jeweils gemessen in NMP bei einer Temperatur von 25°C).
  • Die oben beschriebenen aromatischen Polyamide sind wertvolle Materialien für Flüssigkristall-Schalt- und -Anzeigevorrichtungen (LC-Displays).
  • Die erfindungsgemäßen LC-Displays enthalten neben den üblichen, bereits genannten Komponenten wie (zwei) Trägerplatten, (zwei) Elektroden und dem flüssigkristallinen Medium (z. B. nematische oder smektische Phase) mindestens eine Orientierungsschicht aus einem aromatischen Polyamid wie oben beschrieben.
  • Die Erfindung wird durch die nachfolgenden Beispiele näher erläutert:
    • Beispiel 1: Herstellung eines Polyamides aus folgenden Struktureinheiten
  • Figure imgb0007
  • Als Ausgangskomponenten dienen das literaturbekannte Diamin 1 und Terephthalsäuredichlorid (Säurechlorid 1)
    Figure imgb0008
    Figure imgb0009
  • In einer Rührapparatur werden 109,3 g Diamin 1 in 1100 g trockenem N-Methylpyrrolidon (NMP) gelöst und anschließend der Lösung unter Rühren innerhalb einer Stunde bei gleichzeitigem Aufheizen von 15°C auf 70°C 40,6 g Säurechlorid 1 zudosiert. Die resultierende klare Lösung wird bei 70°C noch 1 Stunde gerührt. Vorzugsweise werden die Polykondensationsreaktionen erfindungsgemäß mit geringem Diamin-Überschuß durchgeführt und nach Beendigung der Umsetzung durch Zusatz einer geringen Menge Benzoylchlorid abgestoppt, so daß das resultierende Polymer vorzugsweise aus linearmakromolekularen Polykondensationspolyamiden besteht, die an beiden Molekülenden benzoylierte Aminoendgruppen aufweisen. Durch Zugabe von 25 g CaO wird das Reaktionsgemisch anschließend neutralisiert und nochmals 1 Stunde gerührt.
  • Die filtrierte Reaktionslösung wird unter Wasserzugabe koaguliert, das ausgefallene Polymerisat mehrmals mit Wasser und Aceton gewaschen, anschließend unter Vakuum (ca. 50 mbar) und schwachem Stickstoffstrom bei einer Temperatur von 180°C bis zur Gewichtskonstanz getrocknet.
  • Mittels DSC-Messungen (differentialkalorimetrische Messungen) wurde für das erhaltene Polyamid eine Glastemperatur (TG) von 175°C ermittelt. Die Grenzviskosität [h] des Polyamids beträgt 1,0 dl/g, gemessen in NMP bei einer Temperatur von 25°C.
    • Beispiel 2: Bau einer Testzelle und Messung des Oberflächenneigungswinkels für das Polymer aus Beispiel 1
  • Figure imgb0010
  • Zwei mit ITO (Indium-Zinn-Oxid) als leitfähigtransparentem Material beschichtete Glasträger werden gereinigt (15 min. im Ultraschallbad mit einer "Extran APM"-Lösung (Hersteller: Firma E. Merck, Darmstadt) in entionisiertem Wasser, danach weitere Reinigung mit entionisiertem Wasser und Isopropanol mit anschließender Trocknung) und anschließend mit einem Naßfilm bestehend aus dem Polymer aus Beispiel 1 (3 Gew.%) und N-Methylpyrrolidon (97 Gew.%) beschichtet (Spin-coater 30 Sekunden bei 6000 U/min). Der Naßfilm wird anschließend bei einer Temperatur von von 210°C 60 Minuten lang gehärtet, so daß das Lösemittel vollständig verdampft ist.
  • Die so behandelten Substrate weisen einen trockenen, harten Polymerfilm von 70 nm Schichtdicke auf. Die Substrate werden anschließend mit einer mit Samt bespannten Reibemaschine gerieben (Rotationsgeschwindigkeit der Walze 300 U/min.), gespült (Isopropanol und Dichlormethan) und danach unter Verwendung von Abstandhaltern im Abstand von 9 µm planparallel mit antiparalleler Reiberichtung verklebt.
  • Die so hergestellten Meßzellen werden sodann mit einer nematischen Breitbereichsmischung ("ZLI 1565" der Firma E. Merck, Darmstadt) gefüllt und wie folgt zur Messung des Oberflächenneigungswinkels verwendet.
  • Zur Messung des Oberflächenneigungswinkels wird zunächst die Kapazität Co der Zelle bestimmt. Die Zelle wird in ein Magnetfeld von ca. 10 KGauß gebracht wobei die oben genannten Glasplatten zunächst parallel zum Magnetfeld stehen. Sodann wird die Zelle gedreht und ihre Kapazität in Abhängigkeit des Drehwinkels bestimmt.
  • Der Winkel, bei dem gerade wieder die Kapazität Co erreicht wird, entspricht dem Oberflächenneigungswinkel.
  • Für das Polymer aus Beispiel 1 erhält man einen Winkel von 9°.
    • Beispiel 3: Vergleich des Polyamids mit anderen Polymeren
  • Der Oberflächenneigungswinkel des Polymers aus Beispiel 1 wird dem Oberflächenneigungswinkel anderer Polymere gegenübergestellt. Dazu werden - wie unter Beispiel 2 beschrieben - ebenfalls mit anderen Polymeren beschichteten Testzellen hergestellt.
  • Es werden unter anderem Polymere bestehend aus folgenden Wiederholeinheiten in Testzellen untersucht:
    A
    Figure imgb0011
  • Dieses Polymer unterscheidet sich von dem erfindungsgemäßen Polymer aus Beispiel 1 nur durch den Ersatz beider CF₃-Gruppen durch H-Atome.
    B
    Figure imgb0012
  • Bei diesem Polymex sind die CF₃-Gruppen an den inneren Alkylteil der Diaminokomponente gebunden. Das Polymer (B) ist bereits in JP 58-37621 als Orientierungsschicht für Flüssigkristallanzeigevorrichtungen vorbeschrieben.
  • Die Polymere (A) und (B) lassen sich analog zu Beispiel 1 herstellen.
  • Ein Vergleich der Oberflächenneigungswinkel der Polymere ergibt folgende Ergebnisse:
    • Polymer aus Beispiel 1
    9°
    Polymer (A)
    2°
    Polymer (B)
    4°
    Beispiel 4: Ferroelektrische LCD-Zelle
  • Es wird, wie im Beispiel 2 beschrieben, eine Zelle hergestellt, die jedoch einen Elektrodenabstand von 2,4 µm sowie parallele Reiberichtung aufweist. Als Orientierungsschicht wird das Polymer aus Beispiel 1 verwendet.
    Die Zelle wird mit einer handelsüblichen ferroelektrischen Flüssigkristalltestmischung gefüllt. Es kann nun beobachtet werden, daß die auf gewöhnlichen Oberflächen (mit kleinem Oberflächenneigungswinkel) stets auftretenden störenden Zig-Zag Versetzungslinien, die den Kontrast verringern, nicht mehr auftreten.
    Der hohe Oberflächenneigungswinkel bewirkt die energetische Bevorzugung einer Chevron - Richtung, so daß man eine FLC-Probe mit monokristalliner Ordnung statt mit polykristalliner Ordnung erhält.
    Hierbei zeigt sich klar, daß der hohe Oberflächenneigunswinkel der Polymere auch in FLC-Displays auftritt und vorteilhaft zur Kontrastverbesserung ausgenutzt werden kann.
    • Beispiel 5:
  • Gemäß der Vorschrift aus Beispiel 1 wird ein Polyamid bestehend aus den Struktureinheiten
    Figure imgb0013
    ausgehend vom Diamin
    Figure imgb0014
    und dem Säurechlorid
    Figure imgb0015
    hergestellt.
  • Mit den unter Beispiel 2 beschriebenen Verfahren wurden Testzellen gebaut und für eine nematische Flüssigkristallmischung ("ZLi 1565", E. Merck, Darmstadt) der Oberflächenneigungswinkel zu 3,3° bestimmt.

Claims (10)

  1. Verwendung von fluorierten aromatischen Polyamiden als Orientierungsschicht in Flüssigkristall-Schalt- und -Anzeigeelementen, wobei die Polyamide Struktureinheiten der Formel I
    Figure imgb0016
     enthalten, wobei in Formel I die Symbole folgende Bedeutung haben:
    Figure imgb0017
    Figure imgb0018
     wobei R¹ und R² gleich oder verschieden sind und für perfluoriertes Alkyl mit 1 bis 4 C-Atomen stehen, R³ und R⁴ gleich oder verschieden sind und für H oder CF₃ stehen und wobei -W- für -O-, -C(CH₃)₂-, -C(CF₃)₂-, -SO₂-, -CO-, -CH₂-, eine Einfachbindung oder den Rest
    Figure imgb0019
     steht, wobei R⁵, R⁶, R⁷ und R⁸ gleich oder verschieden sind und CH₃, CF₃, OCH₃, F, Cl, Br oder H bedeuten, und -Z- für -C(CH₃)₂-, -C(CF₃)₂-, -SO₂-, -CO-, -CH₂- oder -O- steht.
  2. Verwendung von fluorierten aromatischen Polyamiden gemäß Anspruch 1, wobei die Polyamide aus gleichen oder verschiedenen Struktureinheiten der Formel (I) bestehen und das Symbol Y in Formel (I) folgende Bedeutung trägt:
    Figure imgb0020
     wobei
    R¹, R²   = CF₃,
    R³, R⁴   = H oder CF₃,
    R⁵, R⁶, R⁷, R⁸   = H, CH₃, CF₃ und
    Z   = -C(CH₃)₂-, -C(CF₃)₂-, -O-, -CO-
    bedeuten.
  3. Verwendung von fluorierten aromatischen Polyamiden gemäß Anspruch 1, wobei die Polyamide aus Struktureinheiten der Formel (I) bestehen und das Symbol Y in Formel (I) folgende Bedeutung trägt:
    Figure imgb0021
     wobei Z = -C(CH₃)₂-, -C(CF₃)₂- oder -O- bedeutet.
  4. Verwendung von fluorierten aromatischen Polyamiden gemäß Anspruch 1, wobei die Polyamide aus mindestens zwei verschiedenen Struktureinheiten der allgemeinen Formel (I) aufgebaut sind.
  5. Verwendung von fluorierten aromatischen Polyamiden gemäß Anspruch 2, wobei die Polyamide aus mindestens zwei verschiedenen Struktureinheiten der allgemeinen Formel (I) aufgebaut sind.
  6. Verwendung von fluorierten aromatischen Polyamiden gemäß Anspruch 3, wobei die Polyamide aus mindestens zwei verschiedenen Struktureinheiten der allgemeinen Formel (I) aufgebaut sind.
  7. Flüssigkristall-Schalt- und -Anzeigevorrichtung enthaltend ein flüssigkristallines Medium, zwei Elektroden, zwei Trägerplatten sowie mindestens eine Orientierungsschicht, dadurch gekennzeichnet, daß diese Orientierungsschicht aus einem Polyamid gemäß Anspruch 1 besteht.
  8. Flüssigkristall-Schalt- und -Anzeigevorrichtung enthaltend ein flüssigkristallines Medium, zwei Elektroden, zwei Trägerplatten sowie mindestens eine Orientierungsschicht, dadurch gekennzeichnet, daß diese Orientierungsschicht aus einem Polyamid gemäß Anspruch 2 besteht.
  9. Flüssigkristall-Schalt- und -Anzeigevorrichtung enthaltend ein flüssigkristallines Medium, zwei Elektroden, zwei Trägerplatten sowie mindestens eine Orientierungsschicht, dadurch gekennzeichnet, daß diese Orientierungsschicht aus einem Polyamid gemäß Anspruch 3 besteht.
  10. Flüssigkristall-Schalt- und -Anzeigevorrichtung enthaltend ein flüssigkristallines Medium, zwei Elektroden, zwei Trägerplatten sowie mindestens eine Orientierungsschicht, dadurch gekennzeichnet, daß diese Orientierungsschicht aus einem Polyamid gemäß Anspruch 4 besteht.
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5646704A (en) * 1989-10-26 1997-07-08 Canon Kabushiki Kaisha Chiral smectic liquid crystal device having predetermined pre-tilt angle and intersection angle
GB9019365D0 (en) * 1990-09-05 1990-10-17 Ici Plc Amphiphilic compounds for sequential monolayer deposition
US5266672A (en) * 1991-07-02 1993-11-30 Hoechst Aktiengesellschaft Aromatic copolyaide from diamino benzanilide
US5540997A (en) * 1995-03-13 1996-07-30 The Dow Chemical Company Alignment layer for a liquid crystal in a liquid crystal display device
JP3057045B2 (ja) * 1996-12-31 2000-06-26 三星エスディアイ株式会社 Ｎ−アラルキル置換芳香族ポリアミド配向剤及びその製造方法
JP2000098389A (ja) * 1998-09-25 2000-04-07 Hitachi Ltd 液晶表示装置
KR100928495B1 (ko) * 2005-06-20 2009-11-26 엘지디스플레이 주식회사 배향막 인쇄 마스크용 지그 장치와, 이를 적용한 배향막인쇄 마스크용 세정 장비 및 이를 이용한 마스크 세정 방법
KR100744169B1 (ko) * 2006-10-13 2007-08-06 경북대학교 산학협력단 방향족 폴리아미드 화합물과 그 제조방법, 및 이를 이용한광학 필름
CN101798384A (zh) * 2010-03-17 2010-08-11 上海大学 聚[1,4-二亚氨基苯基-4-(二氟甲基羰基)苯甲酰基-1,4-二亚氨基苯基对二苯甲酰基]及合成方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5726827A (en) * 1980-07-24 1982-02-13 Unitika Ltd Liquid crystal display element
JPS5837621A (ja) * 1981-08-31 1983-03-04 Hitachi Ltd 液晶表示素子
EP0282254B1 (de) * 1987-03-09 1993-06-16 Chisso Corporation Diamino-Verbindungen und Filme zur Orientierung von Flüssigkristallen
JPS6473321A (en) * 1987-09-14 1989-03-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd Liquid crystal display device and production thereof
JPH024224A (ja) * 1988-06-21 1990-01-09 Hitachi Chem Co Ltd 液晶表示素子の製造法及び液晶表示素子
US5196501A (en) * 1988-10-04 1993-03-23 Hoechst Aktiengesellschaft Substituted aromatic polyamides as orientation layers for liquid crystal display elements and liquid crystal switching elements
US5101011A (en) * 1990-07-20 1992-03-31 Ajinomoto Co., Inc. Aligning agent for liquid crystals comprising poly alpha-amino acid having no optical activity

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